電子鼻實驗報告

1、利用電子鼻分析不同品質(zhì)醬油風味實驗一、實驗目的1、了解電子鼻的工作原理；2、學習并掌握電子鼻（ PEN3）的使用及數(shù)據(jù)分析。二、實驗原理電子鼻是模擬動物嗅覺器官開發(fā)出一種高科技產(chǎn)品， 利用氣體傳感器陣列的響應圖案來識別氣味的電子系統(tǒng)。 PEN3 型電子鼻內(nèi)置 10 個金屬氧化氣體傳感器，每個傳感器對應的敏感物質(zhì)如表 1 所示。電子鼻的工作可簡單歸納為： 傳感器陣列信號預處理神經(jīng)網(wǎng)絡和各種算法計算機識別 (氣體定性定量分析 )。 PEN3 型電子鼻自帶的 WinMuster 軟件可以進行 PCA（主成分分析）、 LDA （線性判別法）、 Loadings（負荷加載分析）等分析。醬油是一種具有濃郁

2、醬香的傳統(tǒng)調(diào)味品，不同品質(zhì)的醬油具有不同的風味，本實驗利用電子鼻中傳感器對不同醬油的風味物質(zhì)的響應值變化對醬油進行品質(zhì)比較。三、實驗器材及實驗條件1、實驗器材電子鼻： PEN3 型，德國 Airsense 公司；頂空瓶： 50 ml；2、實驗條件采樣時間間隔為 1s/組，傳感器自動清洗時間為 120s，傳感器歸零時間為 5s，進樣流量為 600ml/min ，試驗測試分析時間為 60s。四、實驗步驟1、樣品處理：分別取10ml1 號醬油、 2 號醬油于 50ml 的頂空瓶，再塞好塞子、蓋好瓶蓋，常溫下放置2h。2、開機：屏幕出現(xiàn) Start Sensor，1min 后變成 Standby。3、

3、連接：打開 WinMuster 軟件， Options（設置選項）， Search Devices（選擇電子鼻型號）， PEN3。4、設置參數(shù)： Options，PEN3，Settings，Measurement（設置測試參數(shù)），Gap Flows（設置氣流量）。5、開始測試：Measurement，Start。觀察狀態(tài)欄里的測試進程倒計時，connectvial 倒計時提示為 1 時，同時將進樣針和補氣針插入頂空瓶。6、停止測試： 60s 后， Remove vial 倒計時提示為 1 時，同時拔出進樣針和補氣針。7、保存文件，并在WinMuster 軟件中進行數(shù)據(jù)分析。五、實驗結果及分析1

4、、1 號醬油和 2 號醬油響應曲線如圖 1、圖 2 所示。在 55-60s 時曲線基本保持不變，因此選取 56s 時的傳感器響應值進行分析。 從圖 1、圖 2 中可以看出，十個傳感器均有響應，但響應值的大小不一，其中3、4、5、10 號傳感器的響應值極低，基本可以忽略。圖 1 1 號醬油相應曲線圖 2 2 號醬油相應曲線2、在測試過程中， 3、4、5、10 號傳感器不靈敏，除去不靈敏的傳感器，結果如圖 3、圖 4。醬油的主體揮發(fā)性風味成分為醇酚類、酸類、醛酮、雜環(huán)化合物等，其中醇酚酯類物質(zhì)是醬油的主體香味物質(zhì)成分， 其含量越大醬油的風味越濃郁、芳香。但同時，醬油的風味物質(zhì)中也含有一些不利物質(zhì)，

5、如含硫類物質(zhì)等，這些物質(zhì)會給醬油帶來不良氣味，造成醬油風味變差。從下圖可以看出，相比于 1 號醬油，2 號醬油的芳烴化合物 （1 號傳感器）、烷類物質(zhì)（ 6 號傳感器）、醇類物質(zhì)（ 8 號傳感器）明顯增多，這三類物質(zhì)都是醬油風味的有利物質(zhì)，尤其是醇類物質(zhì)，其含量的增加能夠使 2 號醬油具有更好的風味。 而 2 號醬油的硫化物（ 7、9 號傳感器）相比于 1 號醬油有明顯的降低，這也是 2 號醬油風味明顯好于 1 號醬油的原因。綜合分析， 2 號醬油中有利風味物質(zhì)高于 1 號醬油，不利風味物質(zhì)低于 1 號物質(zhì)，所以 2 號醬油風味優(yōu)于 1 號醬油。圖 3 1 號醬油雷達圖圖 4 2 號醬油雷達圖六、問題討論1、實驗的不足：電子鼻的傳感器只能識別一大類物質(zhì)（或官能團）而不能精確到某種物質(zhì)， 因此電子鼻只能做初步的鑒定、 分類，要想得到醬油中具體的風味物質(zhì)成分以及比例還需要進行 GC-MS 等試驗。2、電